Embed Size (px)
Citation preview
ความหลากชนดและความหลากหลายทางพนธกรรมในแมลงรนด า (Diptera: Simuliidae) ทกดมนษยในประเทศไทย
Species diversity and genetic diversity of man-biting black fly (Diptera: Simuliidae) in Thailand
โดย
รองศาสตราจารย ดร. ไพโรจน ประมวล นายคมกรช วงศภาค า
นางสาวจราพร ไทยเจรญ
โครงการวจยนไดรบการสนบสนนการวจย งบประมาณแผนดน ประจ าปงบประมาณ 2558
มหาวทยาลยมหาสารคาม
ความหลากชนดและความหลากหลายทางพนธกรรมในแมลงรนด า (Diptera: Simuliidae) ทกดมนษยในประเทศไทย
Species diversity and genetic diversity of man-biting black fly (Diptera: Simuliidae) in Thailand
คณะผวจย
1. รองศาสตราจารย ดร. ไพโรจน ประมวล 2. นายคมกรช วงศภาค า 3. นางสาวจราพร ไทยเจรญ
โครงการวจยนไดรบการสนบสนนการวจย งบประมาณแผนดน ประจ าปงบประมาณ 2558
มหาวทยาลยมหาสารคาม
ก
กตตกรรมประกาศ
งานวจยนไดรบทนสนบสนนจากงบประมาณแผนดนมหาวทยาลยมหาสารคาม ประจ าปงบประมาณ
2558 ขอขอบคณ Dr. Jolyon Dodgson คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม ทชวยตรวจแกไข
ภาษาองกฤษของบทความวจยเพอตพมพเผยแพร
ข
บทคดยอ
แมลงรนด า (Diptera: Simuliidae) เปนแมลงศตรทส าคญตอทงมนษยและสตว โดยเปนพาหะของโรคทส าคญในมนษย ในประเทศไทยมรายงานการพบแมลงรนด า 92 สปชส ในจ านวนน 5 สปชสมรายงานการกดมนษย การศกษานใชล าดบนวคลโอไทดของยน cytochrome oxidase I สวนทศกษาดเอนเอบารโคดเพอประเมนความแปรผนทางพนธกรรมและความหลากหลายของแมลงรนด าในประเทศไทยทกดมนษย เกบตวอยางจากแมลงรนด าทกดมนษยจากแหลงอาศยธรรมชาตจ านวน 61 ตวอยาง ประกอบดวย 3 สปชส คอ Simulium nodosum, S. nigrogilvum และ S. rufibasis แมลงรนด า S. nodosum พบมากทสดในพนทศกษาทมความสงจากระดบน าทะเลไมเกน 1,000 เมตร ขณะท S. nigrogilvum และ S. rufibasis พบมากในพนทสงกวา 1,000 เมตร จากระดบน าทะเล การศกษาความแปรผนของล าดบนวคลโอไทดพบวาแมลงรนด าทกดมนษยทง 3 สปชสมความแปรผนทางพนธกรรมสง โดยมคาความแปรผนทางพนธกรรมภายในสปชสสงสดมากกวา 5% ในทง 3 สปชส การวเคราะหสายสมพนธทางววฒนาการพบวามการแบงแยกสายววฒนาการภายในแตละสปชส ดงนนจงอาจบงชวาแมลงรนด าเหลานอาจเปนสปชสซบซอน เนองจากการศกษากอนหนาโดยใชเทคนคเซลลพนธศาสตรไมพบความหลากหลายทซอนเรนดงกลาว ดงนนผลการศกษาครงนจงสนบสนนใหใชการบรณาการแนวทางการศกษาในหลายระดบเพอประเมนความหลากหลายทางชวภาพในแมลงรนด า ค าส าคญ: ดเอนเอบารโคด, แมลงรนด า, ความแปรผนทางพนธกรรม, สปชสซบซอน
ค
ABSTRACT
Black flies (Diptera: Simuliidae) are important insect pests for both human and animals. They are also vectors for human disease. In Thailand, 92 species were recorded and five species were reported as the human biting species. In this study we used mitochondrial cytochrome oxidase I barcoding sequences to investigate genetic diversity and species diversity of man biting black fly species in Thailand. A total of 61 specimens represent three species (i.e. Simulium nodosum, S. nigrogilvum and S. rufibasis) were collected from human bait. S. nodosum were the most abundance in sampling site at low elevation (<1,000 m) while S. nigrogilvum and S. rufibasis is more common in the high elevation site. Mitochondrial DNA sequences indicate high levels of genetic diversity in these species. Maximum intraspecific genetic divergences based on Kimura 2-parameter model were greater than 5% in all three species. Phylogenetic analysis revealed genetically divergence lineages in these species. Thus, these species could be species complexes. Because previous cytogenetic study found no such evidence, thus the results strongly suggest that integrated approach is necessary for fully understanding black fly biodiversity. Keywords: Black fly, DNA barcode, genetic variation, species complex
สารบญ หนา กตตกรรมประกาศ ก บทคดยอภาษาไทย ข บทคดยอภาษาองกฤษ ค บทท 1 บทน า 1 1.1 ความส าคญและทมาของปญหาทท าการวจย 1 1.2 วตถประสงคของโครงการวจย 2 1.3 ขอบเขตของโครงการวจย 2 บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 3 บทท 3 วธด าเนนการวจย 5 3.1 การเกบตวอยางและการจ าแนกชนดโดยสณฐานวทยา 5 3.2 การศกษาอณพนธศาสตร 5 3.4 การวเคราะหขอมล 5 บทท 4 ผลการศกษา 7 บทท 5 อภปราย สรปผล และขอเสนอแนะ 13 5.1 อภปรายผลการศกษา 13 5.2 สรปผลการศกษา 14
5.3 ขอเสนอแนะ 14 เอกสารอางอง 15 ภาคผนวก ภาคผนวก ก Manuscript ผลงานวจยทตพมพในวารสารวชาการ 18 ภาคผนวก ข รายละเอยดเกยวกบการน าเสนอผลงานวจยไปใชอนกประโยชนอยางเดนชด 36 ภาคผนวก ค บทความเชงขาวเพอเผยแพรใหกบสาธารณะชน ชมชน สงคม 38
ไดรบขาวสารเกยวกบงานวจย
ประวตยอผวจย 40สรปรายงานการใชจายเงน 41
บทท 1 บทน ำ 1.1 ควำมส ำคญและทมำของปญหำทท ำกำรวจย
แมลงรนด ำเปนแมลงทมควำมส ำคญทำงดำนกำรแพทยมำกทสดชนดหนงเนองจำกรนด ำเปนพำหะข อ ง โรค Onchocerciasis ห ร อ River blindness ซ ง เป น โรค ท เก ด จ ำก filarial nematode ช น ด Onchocerca volvulus โดยมพำหะเปนแมลงรนด ำเพศเมยบำงชนด เชน Simulium damnosum, S. naveavie, S. exiguum เปนตน (Crosskey, 1990) โรค Onchocerciasis พบในทวปแอฟรกำ อเมรกำกลำง และอเมรกำใต โดยคำดกำรณวำจะมคนไมต ำกวำ 100 ลำนคนมควำมเสยงทจะเกดโรค Onchocerciasis และในจ ำนวนนประมำณ 18 ลำนคนตดเชอ โดย 500,000 คนสำยตำเสยและ 270,000 คนตำบอดจำกกำรตดเชอ Onchocerca volvulus (Richards, et al., 2000) นอกจำกกำรเปนพำหะของโรค Onchocerciasis แลวรนด ำยงถำยทอดโปรโตซวในสกล Trypanosoma และ Leucocytozoon ในสตวปกซงท ำใหเกดโรค Leucocytozoonosis ในสตวปก เชน เปด ไก เปนตน นอกจำกนรนด ำยงสำมำรถถำยทอดไวรสบำงชนดและอะโบไวรส (aboviruses) ซงเปนสำเหตของกำรเกดโรคตำงๆในสตวหลำยชนด เชนโรค myxomatosis ในกระตำย (Kettle 1990, Mead et al., 1999) ดงนนแมลงรนด ำจงมควำมส ำคญทงทำงกำรแพทยและเศรษฐกจในประเทศไทยแมจะไมมรำยงำนกำรพบโรคOnchocerciasis แตมรำยงำนกำรพบพยำธสกล Onchocerca ในแมลงรนด ำ 3 สปซส คอ S. nodosum, S. nigrogilvum และ S. asakoae ในจงหวดเชยงใหมโดยเชอวำนำจะเปน Onchocerca sp. ทอยในปศสตว (Takaoka et al., 2003; Fukuda et al. 2003)
แมลงรนด ำหลำยชน ด ใน เอเช ยท ม รำยงำนว ำกดมนษย เชน Simulium asishi Datta, S. himalayense Puri, S. indicum Becher, S. japonicum Matsumura, S. nodosum Puri, and S. tenuistylum Datta (Datta, 1992; Lewis, 1974; Takaoka, 1977) ในจ ำนวนนอยำงนอย 17 สปชสมรำยงำนกำรศกษำทพบวำเปนพำหะของพยำธหนอนตวกลม (filarial nematode) (Ishii et al. 2008) ในประเทศไทยมรำยงำนกำรพบแมลงรนด ำ 92 สปซส จ ำแนกอยใน 6 สกลยอย ไดแก Asiosimulium จ ำนวน 3 สปซส Daviesellum จ ำนวน 2 สปซส Gomphostilbia จ ำนวน 26 สปซส Nevermannia จ ำนวน 11 สปซส Montisimulium จ ำนวน 6 สปซส และ Simulium จ ำนวน 44 สปซส ทงหมดจดอยในสกล Simulium (Adler and Crosskey 2015) จำกกำรศกษำเซลลพนธศำสตร พบวำ 5 สปชสเปนสปชสซบซอน (species complex) ได แ ก S. siamense (Kuvangkadilok et al. 2008; Pramual and Wongpakam 2011) S. feuerborni (Pramual and Wongpakam 2013) S. tani (Tangkawanit et al. 2009) S. angulistylum (Pramual and Kuvangkadilok 2012) และ S. doipuiense (Tangkawanit et al. 2009) กำรศกษำพฤตกรรมกำรกดของแมลงรนด ำในประเทศไทยโดยใชมนษยเปนเหยอลอพบแมลงรนด ำ 13 สป ช สท บ นมำตอมหรอก ด ได แก S. barnesi, S. nodosum, S. asakoae, S. nakhonense, S. nigrogilvum, S. chamlongi, S. chumpornense, S. fenestratum, S. burtoni, S. doipuiense, S.
2
rufibasis, S. maenoi, S. sheilae (Ishii et al. 2008; Wej Choochote Unpublished data) ในจ ำนวนน 5 สปชส ประกอบดวย S. asakoae, S. nodosum, S. nigrogilvum, S. rufibasis and S. doipuiense เปนชนดทดดเลอดจำกมนษย (Choochote et al. 2005) กำรศกษำดเอนเอบำรโคด (DNA barcode) มวตถประสงคทส ำคญคอกำรระบชนดของตวอยำงทไมทรำบสปชสโดยกำรเปรยบเทยบควำมแตกตำงของล ำดบนวคลโอไทด (Hebert et al. 2003) นอกจำกนเทคนนคดเอนเอบำรโคดยงสำมำรถตรวจสอบควำมแปรผนทำงพนธกรรมและควำมหลำยหลำยซอนเรนซงไมสำมำรถตรวจสอบไดโดยวธเซลลพนธศำสตรหรอสณฐำนวทยำ กำรศกษำดเอนเอบำรโคดในประเทศไทยพบวำเทคนคดงกลำวสำมำรถใชในกำรระบชนดของแมลงรนด ำไดอยำงมประสทธภำพ (Pramual et al. 2011; Pramual and Adler 2014) นอกจำกนเทคนคดเอนเอบำรโคดยงสำมำรถจ ำแนก cytoforms ของแมลงรนด ำทเปนสปชสซบซอนได (Pramual and Adler 2014) แมลงรนด ำทดดเลอดจำกมนษยซงพบวำในหลำยพนทแมลงรนด ำเหลำนเปนแมลงทสงผลกระทบตอกำรท ำกจกรรมทำงดำนเกษตรกรรมของประชำชนในพนทรวมถงสงผลกระทบตอสขภำพ ดงนนกำรศกษำดเอนเอบำรโคดในแมลงรนด ำเหลำนจะท ำใหทรำบควำมหลำกชนดรวมถงควำมหลำกหลำยทำงพนธกรรมในแมลงรนด ำทดดเลอดมนษยในประเทศไทยซงจะสำมำรถใชเปนขอมลส ำหรบกำรวำงแผนควบคมแมลงรนด ำเหลำนได
1.2 วตถประสงคของโครงกำรวจย
1. เพอศกษำควำมหลำกชนดของแมลงรนด ำทดดเลอดมนษยในประเทศไทย 2. เพอศกษำควำมแปรผนทำงพนธกรรมของแมลงรนด ำทดดเลอดมนษยในประเทศไทย
1.3. ขอบเขตของโครงกำรวจย
เกบตวอยำงแมลงรนด ำทกดมนษยจำกแหลงอำศยตำมธรรมชำตในประเทศไทย ระบชนดดวยลกษณะสณฐำนวทยำ สกดดเอนเอ และเพมปรมำณสำรพนธกรรมในสวนของยน cytochrome c oxidase I (COI) วเครำะหหำล ำดบนวคลโอไทด วเครำะหควำมแปรผนทำงพนธกรรมของแมลงรนด ำท กดมนษยแตละ สปชส
3
บทท 2 เอกสำรและงำนวจยทเกยวของ
แมลงรนด ำจดอยในวงศ (Family) Simuliidae อนดบ (Order) Diptera ปจจบนมรำยงำนกำรพบ
แลวทงสนประมำณ 2,177 สปซส (Adler and Crosskey 2015) วงจรชวตของแมลงรนด ำประกอบดวย 4 ระยะ ไดแก ระยะไข (egg) ตวออน (larva) ดกแด (pupa) และตวเตมวย (adult) ระยะไข ตวออน และดกแดตองอำศยแหลงน ำไหลในกำรเจรญเตบโต ดงนนกำรกระจำยทำงภมศำสตรของรนด ำจงขนอยกบแหลงน ำไหล แมลงรนด ำตวเตมวยเพศเมยหลำยชนดตองกำรโปรตนจำกเลอดของสตวเลอดอน เชน สตวปก สตวเลยงลกดวยน ำนม รวมถงมนษย เพอใชในกำรเจรญพฒนำของไขใหสมบรณ (Crosskey, 1990) ดงนนแมลงรนด ำจงตองดดเลอดจำกสตวรวมถงมนษยท ำใหแมลงรนด ำมควำมส ำคญทงทำงกำรแพทยและเศรษฐกจ แมลงรนด ำบำงชนดเป นพำหะของโรค Onchocerciasis หรอ River blindness ซ งเกดจำกพยำธต วกลมชน ด Onchocerca volvulus ท ถ ำ ย ท อ ด โด ย แ ม ล ง ร น ด ำ ใน ส ก ล (genus) Simulium เท ำ น น โ ร ค Onchocerciasis พบในทวปแอฟรกำ อเมรกำกลำง และอเมรกำใต โดยคำดกำรณวำจะมคนไมต ำกวำ 100 ลำนคนมควำมเสยงทจะเกดโรค Onchocerciasis และในจ ำนวนนประมำณ 18 ลำนคนตดเชอ โดย 500,000 คนสำยตำเสยและ 270,000 คนตำบอดจำกกำรตดเชอ Onchocerca volvulus (Richards, et al., 2000) นอกจำกกำรเปนพำหะของโรค Onchocerciasis แลวรนด ำยงถำยทอดโปรโตซวในสกล Trypanosoma และ Leucocytozoon ในสตวปกซ งท ำให เกดโรค Leucocytozoonosis ในสตวปก เชน เปด ไก เปนตน นอกจำกนรนด ำยงสำมำรถถำยทอดไวรสบำงชนดและอะโบไวรส (aboviruses) ซงเปนสำเหตของกำรเกดโรคตำงๆในสตวหลำยชนด เชนโรค myxomatosis ในกระตำย (Kettle 1990, Mead et al., 1999) กำรกดของฝงรนด ำยงท ำใหผลผลตปศสตวลดลง เชน ปรมำณเนอและน ำนมของววลดลง (Kettle, 1990; Adler et al., 2004) หรออำจท ำใหตำยได เชนกำรกดของ S. columbaschense ในยโกสลำเวย และโรมำเนยท ำใหเกดกำรตำยของปศสตวจ ำนวนมำกในป ค.ศ. 1930
ประเทศไทยแมยงไมมรำยงำนกำรเกดโรค Onchocerciasis แตจำกกำรศกษำในแมลงรนด ำชนด S. nodosum, S. asakoae และ S. nigrogilvum ในจงหวดเชยงใหมตรวจสอบพบเชอ Onchocerca sp. ในตวเตมวยของแมลงรนด ำทง 3 ชนดแตยงไมสำมำรถระบชนดของพยำธดงกลำวได (Fukuda et al., 2003; Takaoka et al., 2003) นอกจำกนยงพบวำแมลงรนด ำกอควำมร ำคำญใหนกทองเทยวในแหลงทองเทยวทส ำคญหลำยแหง เชน บรเวณยอดดอยอนทนนท จงหวดเชยงใหม บรเวณชองเยน อทยำนแหงชำตแมวงศ จงหวดนครสวรรค และอทยำนแหงชำตภสอยดำว จงหวดอตรดตถ โดยกำรกดของรนด ำอำจท ำใหเกดกำรบวมและมอำกำรคนอยหลำยวนถงหลำยอำทตย แตในคนทแพอำจท ำใหเกดอำกำรบวมแดงอยำงรนแรงและอำจเกดอำกำรไขได นอกเหนอจำกควำมส ำคญในกำรเปนพำหะของโรคแลวแมลงรนด ำยงมควำมส ำคญตอระบบนเวศ เนองจำกแมลงรนด ำจะเปนตวเชอมตอระหวำงผบรโภคล ำดบท 2 กบผผลต เนองจำกแมลงรนด ำมปรมำณมำกในระบบนเวศแหลงน ำไหลดงนนจงเปนองคประกอบทส ำคญของระบบนเวศของแหลงน ำไหล
4
แมลงรนด ำหลำยชน ด ใน เอเช ยท ม รำยงำนว ำกดมนษย เชน Simulium asishi Datta, S. himalayense Puri, S. indicum Becher, S. japonicum Matsumura, S. nodosum Puri, and S. tenuistylum Datta (Datta, 1992; Lewis, 1974; Takaoka, 1977) ในจนวนนอยำงนอย 17 สปชสมรำยงำนกำรศกษำทพบวำเปนพำหะของพยำธหนอนตวกลม (filarial nematode) (Ishii et al. 2008) ในประเทศไทยมรำยงำนกำรพบแมลงรนด ำ 92 สปซส จ ำแนกอยใน 6 สกลยอย ไดแก Asiosimulium จ ำนวน 3 สปซส Daviesellum จ ำนวน 2 สปซส Gomphostilbia จ ำนวน 26 สปซส Nevermannia จ ำนวน 11 สปซส Montisimulium จ ำนวน 6 สปซส และ Simulium จ ำนวน 44 สปซส ท งหมดจดอย ในสกล Simulium (Adler and Crosskey 2015) จำกกำรศกษำเซลลพนธศำสตร พบวำ 5 สปชสเปนสปชสซบซอน (species complex) ได แ ก S. siamense (Kuvangkadilok et al. 2008; Pramual and Wongpakam 2011) S. feuerborni (Pramual and Wongpakam 2013) S. tani (Tangkawanit et al. 2009) S. angulistylum (Pramual and Kuvangkadilok 2012) แ ล ะ S. doipuiense (Tangkawanit et al. 2009) กำรศกษำพฤตกรรมกำรกดของแมลงรนด ำในประเทศไทยโดยใชมนษยเปนเหยอลอพบแมลงรนด ำ 1 3 ส ป ช ส ท บ น ม ำต อม ห ร อ ก ด ได แ ก S. barnesi, S. nodosum, S. asakoae, S. nakhonense, S. nigrogilvum, S. chamlongi, S. chumpornense, S. fenestratum, S. burtoni, S. doipuiense, S. rufibasis, S. maenoi, S. sheilae (Ishii et al. 2008 ; Wej Choochote Unpublished data) ในจ ำน วน น 5 สป ช ส ป ระกอบ ด วย S. asakoae, S. nodosum, S. nigrogilvum, S. rufibasis และ S. doipuiense เปนชนดทดดเลอดจำกมนษย (Choochote et al. 2005) กำรศกษำดเอนเอบำรโคด (DNA barcode) มวตถประสงคทส ำคญคอกำรระบชนดของตวอยำงทไมทรำบสปชสโดยกำรเปรยบเทยบควำมแตกตำงของล ำดบนวคลโอไทด (Hebert et al. 2003) นอกจำกนเทคนนคดเอนเอบำรโคดยงสำมำรถตรวจสอบควำมแปรผนทำงพนธกรรมและควำมหลำยหลำยซอนเรนซงไมสำมำรถตรวจสอบไดโดยวธเซลลพนธศำสตรหรอสณฐำนวทยำ กำรศกษำดเอนเอบำรโคดในประเทศไทยพบวำเทคนคดงกลำวสำมำรถใชในกำรระบชนดของแมลงรนด ำไดอยำงมประสทธภำพ (Pramual et al. 2011; Pramual and Adler 2014) นอกจำกนเทคนคดเอนเอบำรโคดยงสำมำรถจ ำแนก cytoforms ของแมลงรนด ำทเปนสปชสซบซอนได (Pramual and Adler 2014) แมลงรนด ำทดดเลอดจำกมนษยซงพบวำในหลำยพนทแมลงรนด ำเหลำนเปนแมลงทสงผลกระทบตอกำรท ำกจกรรมทำงดำนเกษตรกรรมของประชำชนในพนทรวมถงสงผลกระทบตอสขภำพ ดงนนกำรศกษำดเอนเอบำรโคดในแมลงรนด ำเหลำนจะท ำใหทรำบควำมหลำกชนดรวมถงควำมหลำกหลำยทำงพนธกรรมในแมลงรนด ำทดดเลอดมนษยในประเทศไทยซงจะสำมำรถใชเปนขอมลส ำหรบกำรวำงแผนควบคมแมลงรนด ำเหลำนได
5
บทท 3 วธกำรศกษำ
3.1 กำรเกบตวอยำงและกำรจ ำแนกชนดโดยสณฐำนวทยำ
เกบตวอยำงแมลงรนด ำทกดและดดเลอดมนษยจำกแหลงอำศยตำมธรรมชำตในพนทตำงๆ ทมรำยงำนกำรกดของแมลงรนด ำ (ตำรำงท 1) ใชสวงจบแมลงจบแมลงรนด ำทก ำลงดดเลอดจำกเหยอลอ จำกนนดองตวอยำงใน 80% Ethanol แลวเกบรกษำทอณหภม -20° C จ ำแนกชนดของแมลงรนด ำโดยใชลกษณะสณฐำนวทยำโดยใชรปวธำนของ Takaoka and Choochote (2004) รวมถงค ำอธบำยลกษณะของแมลงรนด ำในประเทศไทยและในภมภำคเอเชย (Takaoka and Davies 1995)
3.2 กำรศกษำอณพนธศำสตร
สกดดเอนเอจำกตวเตมวยโดยใช Genomic DNA Extraction kit (RBC BioScience, Taiwan) จำกนนเกบรกษำตวอยำงด เอนเอท อณหภม -20° C เพมปรมำณสำรพนธกรรมดวยเทคนค PCR ของยน cytochrome c oxidase subunit 1 (COI) ส ำหรบกำรศกษำ DNA barcode มควำมยำวประมำณ 650 คเบสใชส ำหรบกำรศกษำ DNA Barcode ตำมวธกำรของ Rivera and Currie (2009) โดยใชไพรเมอร LCO1490 (5 ′-GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG-3 ′) และ HCO2198 (5 ′-TAAACTTCAGGGTGAC CAAAAAATCA-3 ′) (Folmer et al. 1994) ต ร ว จ ส อ บ ผ ล ผ ล ต พ ซ อ ำ ร ด ว ย 1 % agarose gel electrophoresis จำกนนท ำผลผลตพซอำใหบรสทธโดยใช HiYield Gel/PCR DNA Fragments Extraction Kit (RBC BIOSCIENCE) น ำผลผลตพซอำทท ำใหบรสทธแลวไปวเครำะหหำล ำดบนวคลโอไทดโดยใชบรกำรของ Macrogen sequencing service (Seoul, Korea)
3.3 กำรวเครำะหขอมล
กำรศกษำนไดตวอยำงแมลงรนด ำทกดมนษยทงหมด 61 ตวอยำง ในกำรวเครำะหขอมลไดท ำกำรเปรยบเทยบล ำดบนวคลโอไทดของยน COI ของแมลงรนด ำเหลำนกบล ำดบนวคลโอไทดทมอยกอนหนำจ ำนวน 351 ตวอยำง จำก 41 สปชส (Pramual et al. 2011a, b; Pramual and Kuvangkadilok 2012; Pramual and Wongpakam 2013; Pramual and Adler 2014) จ ด เร ย งล ำด บน วคล โอ ไทด โดย ใชโปรแกรม Clustal X (Thompson et al. 1997) วเครำะหคำควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปซสและระหวำงสปชสโดยใชโมเดล Kimura-2 parameter (K2P) ดวยโปรแกรม MEGA 6 (Tamura et al. 2013) วเครำะหประสทธภำพของเครองหมำยพนธกรรมดเอนเอบำรโคดโดยใชวธกำร “best match” และ “best close match” ดวยโปรแกรม TaxonDNA (Meier et al. 2006) สรำงสำยสมพนธทำงววฒนำกำรโดยวธ Neighbor-joining (NJ) โดยใช Kimura’s 2-parameter model (K2P) ดวยโปรแกรม MEGA 6 (Tamura et al. 2013)
6
วเครำะหควำมสมพนธทำงสำยววฒนำกำรระหวำงแฮพโพลไทปของแมลงรนด ำโดยใชวธ neighbor-joining ในโปรแกรม MEGA ค ำนวณคำสนบสนนของแขนสำยสมพนธทำงววฒนำกำรดวยวธกำร bootstrap จ ำนวน 1,000 ซ ำ ในกำรวเครำะหสำยสมพนธทำงววฒนำกำรใชแมลงรนด ำ Parasimulium crosskey (Genbank Accession number FJ524493) เปน outgroup เนองจำกขอมลดำนสณฐำนวทยำบงชวำแมลงรนด ำกลมนเปนกลมโบรำณทสด (Currie 1988; Adler et al. 2004) ตำรำงท 1 รำยละเอยดของแหลงทเกบตวอยำงแมลงรนด ำทกดมนษยในประเทศไทย สถำนทเกบตวอยำง จ ำนวน
ตวอยำง Latitude/ Longitude
Altitude (m)
วนทเกบตวอยำง
ชองเยน จ. ก ำแพงเพชร 5 16º 05'53" N/ 99º 06'24"E
1276 20 กมภำพนธ 2557
บำนแมสยะ อ.เมอง จ.แมฮองสอน
11 19º 31'17"N/ 98º 05'32"E
379 17 มกรำคม 2558
บำนปำงแปก อ.ปำงมะผำ จ.แมฮองสอน
17 19º 26'12"N/ 98º29'17"E
849 17 มกรำคม 2558
บำนแมนำเตง อ.ปำย จ.แมฮองสอน 28 19º 25'13"N/ 98º 24'13"E
548 17 มกรำคม 2558
7
บทท 4 ผลกำรศกษำ
จำกตวอยำงแมลงรนด ำทงหมด 61 ตวอยำงทศกษำในครงนโดยเกบจำกพนท 4 แหงทมรำยงำน กำรกดของแมลงรนด ำ จำกตวอยำงทศกษำสำมำรถจ ำแนกชนดของแมลงรนด ำไดจ ำนวน 3 สปชส ไดแก Simulium nodosum, S. nigrogilvum และ S. rufibasis โดยสปชสทพบมำกทสดในกำรศกษำครงน คอ S. nodosum จ ำนวน 53 ตวอยำง (86.9%) รองลงมำไดแก S. nigrogilvum จ ำนวน 7 ตวอยำง (11.5%) และ S. rufibasis จ ำนวน 1 ตวอยำง (1.6%) กำรวเครำะหดเอนเอบำรโคดโดยเปรยบเทยบกบฐำนขอมลดเอนเอบำรโคดของแมลงรนด ำในประเทศไทยพบวำตวอยำงทงหมดสำมำรถจ ำแนกเปนสปชสไดถกตองทง 3 สปชส อยำงไรกตำมแมลงรนด ำทง 3 สปชสมควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสสง S. nodosum มควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสระหวำง 0 – 5.31% โดยมคำเฉลย 1.52% แมลงรนด ำ S. nigrogilvum มควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสระหวำง 0.859 – 6.16% โดยมคำเฉลย 3.62% แมลงรนด ำ S. rufibasis มคำควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสระหวำง 1.03 – 5.18% โดยมคำเฉลย 3.18% (ตำรำงท 2) ตำรำงท 2 ควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสของแมลงรนด ำจ ำนวน 3 สปชสในประเทศไทยทกดมนษย สปชส จ ำนวนตวอยำง จ ำนวน
แฮพโพลไทป ควำมแปรผนทำงพนธกรรม (คำเฉลย) (%)
Simulium nodosum 57 34 0 – 5.31 (1.52 ) Simulium nigrogilvum 7 7 0.859 – 6.16 (3.62) Simulium rufibasis 4 4 1.03 – 5.18 (3.18)
กำรวเครำะหสำยสมพนธทำงววฒนำกำรพบวำแมลงรนด ำทง 3 สปชสรวมกลมเปนกลมโมโนไฟลตก (monophyletic group) กบตวอยำงดเอนเอบำรโคดทมรำยงำนกอนหนำ (Pramual and Adler 2014) (ภำพท 1) ตวอยำงของแมลงรนด ำ S. nodosum รวมเปนกลมโมโนไฟลตกทมคำ bootstrap สง (99%) อยำงไรกตำมภำยในสปชสมกำรแบงแยกสำยววฒนำกำรเปน 2 สำยอยำงชดเจน ตวอยำงของแมลงรนด ำ S. nigrogilvum รวมเปนกลมโมโนไฟลตกและมคำ bootstrap support สง (99%) ภำยในสปชสมกำรแยกของสำยววฒนำกำรเปนสองสำยเชนกน ตวอยำงแมลงรนด ำ S. rufibasis รวมกลมเปนเคลดเดยวกบแมลงรนด ำ S. doipuiense และมคำ bootstrap support สง (99%)
8
ภำพท 1 สำยสมพนธทำงววฒนำกำรสรำงดวยวธกำร neighbor – joining จำกล ำดบนวคลโอไทดของยน COI ของตวอยำงแมลงรนด ำจ ำนวน 257 แฮพโพลไทป จ ำนวน 41 สปชส ในประเทศไทย คำ bootstrap แสดงบนแขนของสำยววฒนำกำร
9
ภำพท 1 (ตอ)
10
ภำพท 1 (ตอ)
11
ภำพท 1 (ตอ)
12
ภำพท 1 (ตอ)
13
บทท 5 สรป อภปรำยผล และขอเสนอแนะ
5.1 อภปรำยผลกำรศกษำ
แมลงรนด ำจดเปนหนงในกลมแมลงทมควำมส ำคญทำงกำรแพทยเนองจำกหลำยสปชสเปนพำหะของโรคทงในมนษยและสตวเลยง โดยโรคทส ำคญไดแก Onchocerciasis หรอ River blindness ซงจดเปนโรคทมควำมส ำคญเปนล ำดบทสองของสำเหตกำรตำบอดจำกกำรตดเชอ (Adler et al. 2010) ในประเทศไทยแมจะไมมรำยงำนกำรพบโรคดงกลำวแตมรำยงำนกำรพบพยำธในสกล Onchocerca ซงเปนสกลเดยวกบทท ำใหเก ด โรค Onchocerciasis ในแมลงร น ด ำ S. nodosum, S. nigrogilvum และ S. asakoae ใน พ นทภำคเหนอ (Fukuda et al. 2003; Takaoka et al. 2003) ดงนนจงอำจเปนไปไดวำแมลงรนด ำบำงชนดในประเทศไทยเปนพำหะของโรคในมนษยหรอในสตวเลยง
กำรศกษำกอนหนำพบแมลงรนด ำอยำงนอย 23 สปชสทบนตอมมนษย ในจ ำนวนน 5 สปชส ไดแก S. nodosum, S. nigrogilvum, S. asakoae, S. chamlongi และ S. rufibasis มรำยงำนยนยนวำกดมนษย (Choochote et al. 2005) ผลกำรศกษำครงนสนบสนนรำยงำนกอนหนำซ งพบวำ S. nodosum, S. nigrogilvum และ S. rufibasis เปนแมลงรนด ำสปชสทกดมนษย โดยในพนททศกษำในจงหวดแมฮองสอน S. nodosum พบมำกทสด ขณะท S. nigrogilvum พบมำกในพนทชองเยน จ. ก ำแพงเพชร รำยงำนกำรศกษำกอนหนำพบวำควำมถของแมลงรนด ำแตละสปชสทเขำกดมนษยมควำมแปรผนตำมระดบควำมสงจำกน ำทะเลของพนท แมลงรนด ำ S. nigrogilvum และ S. rufibasis พบมำกในพนททสงจำกระดบน ำทะเลมำกกวำ 800 เมตร ขณะท S. nodosum พบมำกในพนทต ำกวำ (Choochote et al. 2005) ในกำรศกษำครงน เกบตวอยำงแมลงรนด ำ S. nigrogilvum ทกดมนษยทระดบควำมสง 849 เมตร ในพนทจงหวดแมฮองสอน และ 1,247 เมตร จำกจงหวดก ำแพงเพชร ขณะท S. nodosum ซงพบมำกในพนทในระดบควำมสงระหวำง 300 – 800 เมตร จำกระดบน ำทะเล แมลงรนด ำ S. rufibasis เปนสปชสทพบไดนอยมำกในกำรศกษำครงน โดยพบเพยงตวอยำงเดยวจำกจงหวดก ำแพงเพชร ซงเปนพนทสง (1,247 เมตร) จำกระดบน ำทะเล ทงนกำรศกษำนเวศวทยำพบวำแมลงรนด ำ S. rufibasis เปนสปชสทพบเฉพำะในพนทสงเทำนน (Tangkawanit et al. 2009) โดยกำรศกษำกอนหนำพบวำแมลงรนด ำ S. rufibasis พบไดมำกในแหลงอำศยทสงจำกระดบน ำทะเลกวำ 2,400 เมตร ซงพบวำในพนทดงกลำว S. rufibasis เปนสปชสทพบกดมนษยมำกทสด (Choochote et al. 2005) เนองจำกกำรศกษำครงนเกบตวอยำงในแหลงอำศยทมระดบควำมสงไมมำกนก (< 1,250 เมตร) ซงเปนแหลงอำศยทไมใชแหลงอำศยหลกของ S. rufibasis ดงนนจงพบสปชสดงกลำวนอยในกำรศกษำครงน
กำรศกษำ DNA barocdoe ในแมลงรนด ำ S. nodosum และ S. nigrogilvum กอนหนำพบควำมแปรผนทำงพนธกรรมต ำ โดยคำควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชสสงสดของล ำดบนวคลโอไทดของยน COI ส ำหรบ S. nodosum คอ 2.08% โดยมคำเฉลย 1.32% ส ำหรบ S. nigrogilvum มคำควำมแปรผนทำงพนธกรรมภำยในสปชส 2.09% (Pramual and Adler 2014) อยำงไรกตำมกำรศกษำในครงนโดยใชจ ำนวน
14
ตวอยำงทเพมขนพบวำควำมหลำกหลำยทำงพนธกรรมในแมลงรนด ำทง 2 สปชสมสงมำก โดยมคำควำมแปรผนสงสด 5.31% ในแมลงรนด ำ S. nodosum และ 6.16% ใน S. nigrogilvum จำกระดบควำมแปรผนทำงพนธกรรมดงกลำวซงสงมำกในระดบเดยวกบทมรำยงำนในแมลงรนด ำสปชสซบซอน (Rivera and Currie 2009; Pramual and Adler 2014) ดงนนจงอำจบงชวำแมลงรนด ำ S. nodosum และ S. nigrogilvum อำจเปนสปชสซบซอน สอดคลองกบผลกำรศกษำสำยสมพนธทำงววฒนำกำรท พบวำมสำยววฒนำกำรทแตกตำงกนภำยในสปชสของ S. nodosum และ S. nigrogilvum อยำงไรกตำมกำรศกษำเซลลพนธศำสตรจำกกำรเปรยบเทยบแบบแผนกำรเรยงตวของแบนดโพลทนโครโมโซมไมพบวำ S. nodosum และ S. rufibasis เปนสปชสซบซอน (Tangkawanit et al. 2009; 2011) แมวำจะมรำยงำนกำรพบกำรเกดอนเวอรชนควำมถสงใน S. nodosum (Tangkawanit et al. 2011) ผลกำรศกษำทขดแยงกนจำกกำรใชเครองหมำยพนธกรรมทแตกตำงกน (โครโมโซม และล ำดบนวคลโอไทด) เปนปรำกฏกำรณทพบไดเสมอในกำรศกษำในแมลงรนด ำ ดงนนจงมควำมจ ำเปนทจะตองศกษำโดยใชเครองหมำยพนธกรรมในทกระดบเพอใหเขำใจและประเมนควำมหลำกหลำยทำงชวภำพของแมลงรนด ำไดครบถวน (Adler and Huang 2011; Pramual et al. 2011; Pramual and Kuvangkadilok 2012; Pramual et al. 2015)
4.2 สรปผลกำรศกษำ
กำรศกษำครงนยนยนผลกำรศกษำกอนหนำทพบวำแมลงรนด ำ S. nodosum, S. nigrogilvum และ S. rufibasis เปนแมลงรนด ำในประเทศไทยทกดมนษย ผลกำรศกษำพบควำมแปรผนทำงพนธกรรมในระดบสงในแมลงรนด ำ S. nodosum และ S. nigrogilvum บงชวำแมลงรนด ำทงสองสปชสอำจเปนสปชสซบซอน เนองจำกกำรศกษำเซลลพนธศำสตรโดยกำรเปรยบเทยบแบบแผนกำรเรยงตวของแบนดโพลทนโครโมโซมไมพบหลกฐำนกำรเปนสปชสซบซอน ดงนนกำรศกษำครงนจงสนบสนนใหใชกำรบรณำกำรศำสตรหลำกหลำยแขนงเพอประเมนควำมหลำกหลำยทำงชวภำพของแมลงรนด ำ นอกจำกนผลจำกกำรวเครำะหสำยสมพนธทำงววฒนำกำรยงพบวำแมลงรนด ำ S. nodosum และ S. nigrovilvum มสำยววฒนำกำรทแบงแยกเปนสองสำยอยำงชดเจนในแตละสปชส ดงนนควรมกำรศกษำเพมเตมเพอตรวจสอบสถำนภำพทำงสปชสของสำยววฒนำกำรน
4.3 ขอเสนอแนะ
ควรมกำรศกษำเพมเตมในพนทอนๆ ทมรำยงำนกำรกดของแมลงรนด ำ นอกจำกนควรศกษำพนธศำสตรเชงประชำกรเพมเตมในแมลงรนด ำ S. nodosum และ S. nigrogilvum เพอตรวจสอบควำมสมพนธทำงสำยววฒนำกำรเชงภมศำสตร และโครงสรำงทำงพนธกรรมของแมลงรนด ำดงกลำว
15
เอกสำรอำงอง
Adler PH, Cheke RA, Post RJ (2010) Evolution, epidemiology, and population genetics of black flies (Diptera: Simuliidae). Infection, Genetics and Evolution, 10, 846–865.
Adler PH, Crosskey RW (2015) World blackflies (Diptera: Simuliidae): a comprehensive revision of the taxonomic and geographical inventory [2015]. https://130.127.69.75/cafls/biomia/pdfs/blackflyinventory.pdf. [Accessed 25 June 2015].
Adler PH, Currie DC, Wood DM (2004) The Black Flies (Simuliidae) of North America. Cornell University Press, Ithaca, New York, USA.
Adler PH, Huang Y-T (2011) Integrated systematics of the Simuliidae (Diptera): evolutionary relationships of the little-known Palearctic black fly Simulium acrotrichum. Canadian Entomologist, 143, 612–628.
Choochote W, Takaoka H, Fukuda M, Otsuka Y, Aoki C, Eshima N (2005) Seasonal abundance and daily flying activity of black flies (Diptera: Simuliidae) attracted to human baits in Doi Inthanon National Park, northern Thailand. Medical Entomology and Zoology, 56, 335 – 348.
Crosskey RW (1990) The Natural History of Blackflies. John Wiley & Sons, London. Currie DC (1988) Morphology and systematics of primitive Simuliidae (Diptera:
Culicomorpha). Doctoral dissertation, University of Alberta, Edmonton, Alberta. Currie DC, Adler PH (2008) Global diversity of black flies (Diptera: Simuliidae) in
freshwater. Hydrobiologia, 595, 469–475. Datta M (1992) An overview of the Simuliidae (Diptera) of West Bengal, India. Journal of
the Bengal Natural History Society New Series, 11, 41 – 62. Folmer O, Black M, Hoeh W, Lutz R, Vrijenhoek R (1994) DNA primers for amplification of
mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3, 294–299.
Fukuda M, Choochote W, Bain O, Aoki C, Takaoka H (2003) Natural infections with filarial larvae in two species of black flies (Diptera: Simuliidae) in northern Thailand. Japanese Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 31(2), 99–102.
Hebert PDN, Cywinska A, Ball SL, deWaard JR (2003) Biological identifications through DNA barcodes. Proceedings of the Royal Society of London, Series B, 270, 313–321.
Ishii Y, Choochote W, Bain O, Fukuda M, Otsuka Y, Takaoka H (2008) Seasonal and diurnal
16
biting activities and zoonotic filarial infections of two Simulium species (Diptera: Simuliidae) in northern Thailand. Parasite, 15(2), 121–129.
Kettle DS (1990) Medical and Veterinary Entomology. CAP International UK. Kuvangkadilok C, Lualon U, Baimai V (2008) Cytotaxonomy of Simulium siamense Takaoka
and Suzuki (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Genome, 51, 972–987. Lewis DJ (1974) man-biting Simuliidae (Diptera) of northern India. Israel Journal of
Entomology, 9, 23 – 53. Mead DG, Maré CJ, Ramberg FB (1999) Bite transmission of Vesicular stomatitis virus (New
Jersey serotype) to laboratory mice by Simulium vittatum (Diptera: Simuliidae). Journal of Medical Entomology, 36, 410-413.
Meier R, Shiyang K, Vaidya G, Ng PKL (2006) DNA barcoding and taxonomy in Diptera: a tale of high intraspecific variability and low identification success. Systematic Biology, 55, 715–728.
Pramual P, Adler PH (2014) DNA barcoding of tropical black flies (Diptera: Simuliidae) of Thailand. Molecular Ecology Resources, 14, 262–271.
Pramual P, Kuvangkadilok C (2012) Integrated cytogenetic, ecological, and DNA barcode study reveals cryptic diversity in Simulium (Gomphostilbia) angulistylum (Diptera: Simuliidae). Genome, 55, 447–458.
Pramual P, Nanork P (2012) Phylogenetic analysis based on multiple gene sequences revealing cryptic biodiversity in Simulium multistriatum group (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Entomological Science, 15, 202–213.
Pramual P, Thaijarern J, Sofian-Azirun M, Ya’cob Z, Hadi UK, Takaoka H (2015) Cytogenetic and molecular evidence of additional cryptic diversity in high elevation black fly Simulium feuerborni (Diptera: Simuliidae) populations in Southeast Asia. Journal of Medical Entomology, DOI: http://dx.doi.org/10.1093/jme/tjv080.
Pramual P, Wongpakam K (2011) Cytogenetics of S. siamense Takaoka and Suzuki, 1984 (Diptera: Simuliidae) in northeastern Thailand. Aquatic Insects, 33, 171–184.
Pramual P, Wongpakam K (2013) Population genetics of the high elevation black fly Simulium (Nevermannia) feuerborni Edwards in Thailand. Entomological Science, 16, 298–308.
Pramual P, Wongpakam K, Adler PH (2011) Cryptic biodiversity and phylogenetic relationships revealed by DNA barcoding of Oriental black flies in the subgenus Gomphostilbia (Diptera: Simuliidae). Genome, 54, 1–9.
17
Richards F, Hopkins D, Cupp ED (2000) Programmatic goals and approaches to onchocerciasis. The Lancet, 335, 1663-1664.
Rivera J, Currie DC (2009) Identification of Nearctic black flies using DNA barcodes (Diptera: Simuliidae). Molecular Ecology Resources, 9, 224–236.
Takaoka H (1977) Studies on black flies of the Nansei Islands, Japan (Diptera: Simuliidae). III. On six species of the subgenus Simulium Latreille. Japanese Journal of Sanitary Zoology, 28, 193 – 217.
Takaoka H, ChoochoteW (2004) A list of and keys to black flies (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Tropical Medicine and Health, 32, 189–197.
Takaoka H, Choochote W, Aoki C, Fukuda M, Bain O (2003) Black flies (Diptera: Simuliidae) attracted to humans and water buffalos and natural infections with filarial larvae, probably Onchocerca sp., in northern Thailand. Parasite, 10(1), 3–8.
Takaoka H, Davies DM (1995) The Blackflies (Diptera: Simuliidae) of West Malaysia. Kyushu University Press, Fukuoka, Japan.
Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S (2013) MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution, 30, 2725–2729.
Tangkawanit U, Kuvangkadilok C, Baimai V, Adler PH (2009) Cytosystematics of the Simulium tuberosum group (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Zoological Journal of the Linnean Society, 155, 289–315.
Tangkawanit U, Kuvangkadilok C, Trinachartvanit W, Baimai V (2011) Cytotaxonomy, morphology and ecology of the Simulium nobile Species Group (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Cytogenetic and Genome Research, 134(4), 308–318.
Thompson JD, Gibson TJ, Plewniak F, Jeanmougin F, Higgins DG (1997) The ClustalX windows interface: Flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. Nucleic Acids Research, 24, 4876–4882.
18
ภำคผนวก
ภำคผนวก ก Manuscript บทควำมวจยส ำหรบตพมพในวำรสำรวชำกำร
19
Genetic diversity of the black fly (Diptera:
Simuliidae) pest species in Thailand
Pairot Pramual1*, Jiraporn Thaijarern1, Komgrit Wongpakam2
1Department of Biology, Faculty of Science, Mahasarakham University, Kantharawichai
District, Maha Sarakham, 44150 Thailand, E-mail: [email protected]
1Department of Biology, Faculty of Science, Mahasarakham University, Maha Sarakham
44150 Thailand, E-mail: [email protected]
2Walai Rukhavej Botanical Research Institute, Mahasarakham University, Kantharawichai
District, Maha Sarakham, 44150 Thailand, E-mail: [email protected]
*Corresponding author
20
Abstract
Black flies (Diptera: Simuliidae) are important insect pests for both human and animals. They
are also vectors for human disease. In Thailand, 92 species were recorded and five species
were reported as the human biting species. In this study we used mitochondrial cytochrome
oxidase I barcoding sequences to investigate genetic diversity and species diversity of man
biting black fly species in Thailand. A total of 61 specimens represent three species (i.e.
Simulium nodosum, S. nigrogilvum and S. rufibasis) were collected from human bait. S.
nodosum were the most abundance in sampling site at low elevation (<1,000 m) while S.
nigrogilvum and S. rufibasis is more common in the high elevation site. Mitochondrial DNA
sequences indicate high levels of genetic diversity in these species. Maximum intraspecific
genetic divergences based on Kimura 2-parameter model were greater than 5% in all three
species. Phylogenetic analysis revealed genetically divergence lineages in these species.
Thus, these species could be species complexes. Because previous cytogenetic study found
no such evidence, thus the results strongly suggest that integrated approach is necessary for
fully understanding black fly biodiversity.
Key words: black fly, DNA barcode, Simulium, Simuliidae, Thailand
21
Introduction
Black flies (Diptera: Simuliidae) are important insect vectors and pest of both human
and other animals including significant livestock such as cattle (Crosskey 1990; Adler et al.
2004). More than 2,000 species of the black flies feed on vertebrate blood (Adler et al. 2010).
The human onchocerciasis or river blindness is among the most significant disease cause by
filarial nematode, Onchocerca volvulus that transmit solely by the black flies in the genus
Simulium. In addition, black flies are also important vector of the disease transmitted among
the wild and captive animals. Black flies rank second in medical and veterinary importance
among insects (Currie & Adler 2008). Biting of female black flies can reduce productivity of
economic important livestock (Crosskey 1990; Adler et al. 2004).
Several black fly species were reported as man biting in Asian countries such as
Simulium asishi Datta, S. himalayense Puri, S. indicum Becher, S. japonicum Matsumura, S.
nodosum Puri, and S. tenuistylum Datta (Datta, 1992; Lewis, 1974; Takaoka, 1977). Among
these, at least 17 species were reported as the vector of the filarial nematode (Ishii et al.
2008). There are 92 species of the black flies in Thailand (Adler and Crosskey 2015). These
species were assigned into six subgenera (i.e. Asiosimulium, Daviesellum, Gomphostilbia,
Montisimulium, Nevermannia and Simulium) of the genus Simulium. Four species were found
as the cytological species complexes including S. feuerborni (Pramual and Wongpakam
2013), S. siamense (Kuvangkadilok et al., 2008; Pramual and Wongpakam 2011), S.
angulistylum (Pramual and Kuvangkadilok 2012); S. tani (Tangkawanit et al. 2009).
Thirteen species of the black flies in Thailand were found attractant to human
including S. barnesi, S. nodosum, S. asakoae, S. nakhonense, S. nigrogilvum, S. chamlongi, S.
chumpornense, S. fenestratum, S. burtoni, S. doipuiense, S. rufibasis, S. maenoi and S. sheilae
(Ishii et al. 2008; Wej Choochote Unpublished data). Among these, five species, i.e. S.
asakoae, S. nodosum, S. nigrogilvum, S. rufibasis and S. doipuiense are the main man biting
species in Thailand (Choochote et al. 2005).
The primary aim of the DNA barcode is to identify unknown specimens to kwon
species (Hebert et al. 2003). In addition, DNA barcode could also revealed cryptic diversity
that could be used for further taxonomic resolution. Previous DNA barcoding studies
indicated that this technique is effective to identify black fly species in Thailand (Pramual et
al. 2011b; Pramual and Adler 2014). In addition to differentiate morphospecies, DNA
barcode was also effective to differentiate members of the some cytological species
complexes (Pramual and Adler 2014). In this study, we used the DNA barcode based on
22
mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) sequences to identify and to examine
genetic diversity in man biting black flies in Thailand.
Materials and Methods
Specimen collection
Adult flies were collected from four sites (3 sites in Mae Hong Son Province, northern
Thailand and 1 site from Kamphaeng peth Province) (Table 1) between 20 February 2014 and
17 January 2015. Human baits were used. Adult flies were collected when they biting human
bait using a hand net. For each site, specimens were collected for approximately two hours.
Adult flies were stored in 80% ethanol and were keeping at -20° C until used.
DNA extraction, polymerase chain reaction and sequencing
Genomic DNA was extracted using the Genomic DNA Extraction mini kit (RBC BioScience,
Xindian City, Taiwan). Polymerase chain reaction (PCR) methods followed those of Rivera
and Currie (2009), using the primers LCO1490 (5′-GGTCAACAAATCATAA
AGATATTGG-3′) and HCO2198 (5′-TAAACTTCAGGGTG ACCAAAAAATCA-3′)
(Folmer et al. 1994). PCR products were checked with a 1% agarose gel and cleaned using
the HiYield Gel/PCR DNA Extraction Kit (RBC Bioscience). Sequencing was performed at
Macrogen (Seoul, Korea), using the same primers as in PCR.
Data analysis
A total of 61 COI sequences of black flies were obtained in this study. We also included 351
COI sequences from our previous studies (Pramual et al. 2011a,b; Pramual and
Kuvangkadilok 2012; Pramual and Nanork 2012; Pramual and Wongpakam 2013; Pramual
and Adler 2014) for data analysis. Intraspecific and interspecific genetic divergence values
were calculated based on the Kimura 2-parameter (K2P) model, using MEGA 6 (Tamura et
al. 2013). The ‘best close match’ method in the program TaxonDNA (Meier et al. 2006) was
used to test the frequency of successful identification. This method assigns specimens to
species, according to the best-matching barcode sequence (Meier et al. 2006). Relationships
of species were estimated for representative haplotypes using the neighbor-joining method
implemented in MEGA. Branch support was calculated using the bootstraping method with
1,000 replicates. For phylogenetic analyses, Parasimulium crosskeyi (GenBank Accession
no. FJ524493) was used as the outgroup. Morphological evidence indicates that it is a
member of the most primitive lineage of black flies (Currie 1988; Adler et al. 2004).
Results
23
A total of 61 specimens were collected from four sampling sites in northern Thailand.
These specimens were identified into three species including Simulium nodosum, S.
nogrogilvum and S. rufibasis. The most common black fly species biting human is S.
nodosum (86.9%, 53 specimens) where S. nigrogilvum (11.5%, seven specimens) and S.
rufibasis (1.6%, one specimen) (Table 1).
DNA barcoding analysis against previous sequence library of the Thai black flies
revealed that all specimens were successfully identified into species. However, all three
species possessed high level of intraspecific genetic variation. S. nodosum has maximum
intraspecific genetic divergence of 5.31% with the average value of 1.52%. S. nigrogilvum
has maximum intraspecific genetic variation of 6.16% with the average value of 3.62%. S.
rufibasis has maximum intraspecific genetic divergence of 5.18% with the average value of
3.18% (Table 2).
Phylogenetic analysis (Fig. 1) revealed that all specimens of S. nodosum were formed
a well support (99%) monophyletic clade. However, two genetically divergent lineages were
revealed for the S. nodosum. Specimens of S. nigrogilvum also formed monophyletic clade
with strong support (99%). Divergent lineages were also revealed in S. nigrogilvum. A
specimen of S. rufibasis was formed a clade with S. rufibasis/S. doipuiense clade with strong
support (99%).
Discussion
Black flies are among the most important blood-sucking insects. They are the sole vector of
the human onchocerciasis that ranks second leading cause of infectious blindness (Adler et al.
2010). In Thailand, although no report on human onchocerciasis but the filarial nematode of
the genus Onchocerca have been found in adult females of S. nodosum, S. nigrogilvum and S.
asakoae from northern region (Fukuda et al. 2003; Takaoka et al. 2003). Thus, it could be
possible that some black fly species could be the vector transmit disease to animal or even
human in the country.
Previous study found that 23 black fly species were attracted to human but only five
(Simulium nodosum, S. nigrogilvum, S. asakoae, S. chamlongi and S. rufibasis) were
confirmed as man-biting species (Choochote et al. 2005). Our results further support those of
previous studies that S. nodosum, S. nigrogilvum and S. rufibasis were man-biting species. S.
nodosum is the most abundance species in four sampling sites collected in Mae Hong Son
while S. nigrogilvum is more abundance in Kamphaeng phet provinces. Previous studies
24
indicated that frequency of the species attractant to human varying according to the altitude.
S. nigrogilvum and S. rufibasis were found in high elevation area (>800 m above sea level).
S. nodosum is common in lower elevation (Choochote et al. 2005). We collected S.
nigrogilvum in both low (849 m) from Mae Hong Son and high elevation (1,247 m) from
Kamphaeng phet provinces while S. nodosum, although most abundance, could only collected
from Mae Hong Son province. S. rufibasis is very rare species in our sampling site. Only one
specimen was collected at Kamphaeng phet site. This species is restricted to high elevation
habitat (Tangkawanit et al. 2009). Choochote et al. (2005) found that this species is the most
abundance species that biting human at high elevation site (>2,400 m above sea level).
Because our sampling site is much lower (<1,200 m) than the prefer habitat of this species
thus it is less common in this area.
Previous DNA barcoding species revealed low level of intraspecific genetic variation
in both S. nodosum and S. nigrogilvum. Maximum intraspecific genetic divergence based on
COI barcoding region of S. nodosum is 2.08 with a mean of 1.32 and those of S. nigrogilvum
is 2.09 (Pramual and Adler 2014). Our results indicated much greater diversity in both
species. Low genetic divergence found in previous report is due to small sampling size (n = 2
for S. nigrogilvum and n = 4 for S. nodosum). High genetic diversity with existent of the
genetically divergence lineages of both species suggested that hidden diversity exist in this
species. It has been suggested that species that possess level of intraspecific genetic
divergence greater 3% is most likely to be species complex (Rivera and Currie 2009; Pramual
and Adler 2014).
High level of genetic variation in S. nigrogilvum, S. nodosum and S. rufibasis found in
this study and the existence of genetically divergence lineages suggested that they are likely
to be species complex. However, cytogenetic studies of S. nodosum (Tangkawanit et al.
2011) and S. rufibasis (Tangkawanit et al. 2009) found no evidence of the cytological species
complex in both species although high frequencies of the chromosome inversions were
recorded in S. nodosum (Tangkawanit et al. 2011). Inconsistent between different genetic
markers is not uncommon. We have demonstrated previously that both cytogenetic and
molecular genetic markers are require for fully understanding of the genetic diversity in black
flies (Adler and Huang 2011; Pramual et al. 2011a; Pramual and Kuvangkadilok 2012;
Pramual et al. 2015). Thus, our results suggested that an integration approach is necessary for
black fly biodiversity assessment.
25
In conclusion, the results of this study confirmed previous report that S. nodosum, S.
nigrogilvum and S. rufibasis are man-biting black fly species in Thailand. High levels of
intraspecific genetic diversity at molecular level were found in all three species suggesting
that they are likely to be species complexes. Because previous chromosome analysis found no
such evidence thus the results highlight the necessity of using an integrate approach for
biodiversity assessment of the black flies. In addition, because genetic divergent lineages
were observed in both S. nodosum and S. nigrogilvum further investigation should investigate
whether that these lineages are related to biting habit or parasite infection.
Acknowledgements
This study was supported financially by Mahasarakham University (grant year 2015). We
thank Jolyon Dodgson for comments on an earlier version of the manuscript.
26
References
Adler PH, Cheke RA, Post RJ (2010) Evolution, epidemiology, and population genetics of
black flies (Diptera: Simuliidae). Infection, Genetics and Evolution, 10, 846–865.
Adler PH, Crosskey RW (2015) World blackflies (Diptera: Simuliidae): a
comprehensive revision of the taxonomic and geographical inventory [2015].
https://130.127.69.75/cafls/biomia/pdfs/blackflyinventory.pdf. [Accessed 25 June
2015].
Adler PH, Currie DC, Wood DM (2004) The Black Flies (Simuliidae) of North America.
Cornell University Press, Ithaca, New York, USA.
Adler PH, Huang Y-T (2011) Integrated systematics of the Simuliidae (Diptera): evolutionary
relationships of the little-known Palearctic black fly Simulium acrotrichum. Canadian
Entomologist, 143, 612–628.
Choochote W, Takaoka H, Fukuda M, Otsuka Y, Aoki C, Eshima N (2005) Seasonal
abundance and daily flying activity of black flies (Diptera: Simuliidae) attracted to
human baits in Doi Inthanon National Park, northern Thailand. Medical Entomology
and Zoology, 56, 335 – 348.
Crosskey RW (1990) The Natural History of Blackflies. John Wiley & Sons, London.
Currie DC (1988) Morphology and systematics of primitive Simuliidae (Diptera:
Culicomorpha). Doctoral dissertation, University of Alberta, Edmonton, Alberta.
Currie DC, Adler PH (2008) Global diversity of black flies (Diptera: Simuliidae) in
freshwater. Hydrobiologia, 595, 469–475.
Datta M (1992) An overview of the Simuliidae (Diptera) of West Bengal, India. Journal of
the Bengal Natural History Society New Series, 11, 41 – 62.
Folmer O, Black M, Hoeh W, Lutz R, Vrijenhoek R (1994) DNA primers for amplification of
mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates.
Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3, 294–299.
Fukuda M, Choochote W, Bain O, Aoki C, Takaoka H (2003) Natural infections with filarial
larvae in two species of black flies (Diptera: Simuliidae) in northern Thailand.
Japanese Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 31(2), 99–102.
Hebert PDN, Cywinska A, Ball SL, deWaard JR (2003) Biological identifications through
DNA barcodes. Proceedings of the Royal Society of London, Series B, 270, 313–321.
Ishii Y, Choochote W, Bain O, Fukuda M, Otsuka Y, Takaoka H (2008) Seasonal and diurnal
27
biting activities and zoonotic filarial infections of two Simulium species (Diptera:
Simuliidae) in northern Thailand. Parasite, 15(2), 121–129.
Kuvangkadilok C, Lualon U, Baimai V (2008) Cytotaxonomy of Simulium siamense Takaoka
and Suzuki (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Genome, 51, 972–987.
Lewis DJ (1974) man-biting Simuliidae (Diptera) of northern India. Israel Journal of
Entomology, 9, 23 – 53.
Meier R, Shiyang K, Vaidya G, Ng PKL (2006) DNA barcoding and taxonomy in Diptera: a
tale of high intraspecific variability and low identification success. Systematic
Biology, 55, 715–728.
Pramual P, Adler PH (2014) DNA barcoding of tropical black flies (Diptera: Simuliidae) of
Thailand. Molecular Ecology Resources, 14, 262–271.
Pramual P, Kuvangkadilok C (2012) Integrated cytogenetic, ecological, and DNA barcode
study reveals cryptic diversity in Simulium (Gomphostilbia) angulistylum (Diptera:
Simuliidae). Genome, 55, 447–458.
Pramual P, Nanork P (2012) Phylogenetic analysis based on multiple gene sequences
revealing cryptic biodiversity in Simulium multistriatum group (Diptera: Simuliidae)
in Thailand. Entomological Science, 15, 202–213.
Pramual P, Thaijarern J, Sofian-Azirun M, Ya’cob Z, Hadi UK, Takaoka H (2015)
Cytogenetic and molecular evidence of additional cryptic diversity in high elevation
black fly Simulium feuerborni (Diptera: Simuliidae) populations in Southeast Asia.
Journal of Medical Entomology, DOI: http://dx.doi.org/10.1093/jme/tjv080.
Pramual P, Wongpakam K (2011) Cytogenetics of S. siamense Takaoka and Suzuki, 1984
(Diptera: Simuliidae) in northeastern Thailand. Aquatic Insects, 33, 171–184.
Pramual P, Wongpakam K (2013) Population genetics of the high elevation black fly
Simulium (Nevermannia) feuerborni Edwards in Thailand. Entomological Science, 16,
298–308.
Pramual P, Wongpakam K, Adler PH (2011a) Cryptic biodiversity and phylogenetic
relationships revealed by DNA barcoding of Oriental black flies in the subgenus
Gomphostilbia (Diptera: Simuliidae). Genome, 54, 1–9.
Rivera J, Currie DC (2009) Identification of Nearctic black flies using DNA barcodes
(Diptera: Simuliidae). Molecular Ecology Resources, 9, 224–236.
Takaoka H (1977) Studies on black flies of the Nansei Islands, Japan (Diptera: Simuliidae).
28
III. On six species of the subgenus Simulium Latreille. Japanese Journal of Sanitary
Zoology, 28, 193 – 217.
Takaoka H, Choochote W, Aoki C, Fukuda M, Bain O (2003) Black flies (Diptera:
Simuliidae) attracted to humans and water buffalos and natural infections with filarial
larvae, probably Onchocerca sp., in northern Thailand. Parasite, 10(1), 3–8.
Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S (2013) MEGA6: Molecular
Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution, 30,
2725–2729.
Tangkawanit U, Kuvangkadilok C, Baimai V, Adler PH (2009) Cytosystematics of the
Simulium tuberosum group (Diptera: Simuliidae) in Thailand. Zoological Journal of
the Linnean Society, 155, 289–315.
Tangkawanit U, Kuvangkadilok C, Trinachartvanit W, Baimai V (2011) Cytotaxonomy,
morphology and ecology of the Simulium nobile Species Group (Diptera: Simuliidae)
in Thailand. Cytogenetic and Genome Research, 134(4), 308–318.
29
Table 1 Details of the sampling sites of the black fly species using the human bait in
Thailand.
Location Number of
specimen
Latitude/
Longitude
Altitude
(m)
Collection date
Chong Yen, Kamphaeng phet
Province
5 16º 05'53" N/
99º 06'24"E
1276 20 Feb. 2014
Ban Mae Su Ya Mai,Huai Pha,
Muang Mae Hong Son,
Mae Hong Son Province
11 19º 31'17"N/
98º 05'32"E
379 17 Jan. 2015
Ban Pangpeak, Pang Mapha,
Mae Hong Son Province
17 19º 26'12"N/
98º29'17"E
849 17 Jan. 2015
Mae Na Teng, Pai District,
Mae Hong Son Province
28 19º 25'13"N/
98º 24'13"E
548 17 Jan. 2015
30
Table 2 Genetic variation of the black fly pest species in Thailand calculated based on
Kimura 2-parameter.
Species Number of
specimen
Number of
haplotype
Intraspecific genetic
variation (mean) (%)
Simulium nodosum 57 34 0 – 5.31 (1.52 )
Simulium nigrogilvum 7 7 0.859 – 6.16 (3.62)
Simulium rufibasis 4 4 1.03 – 5.18 (3.18)
31
Figure 1 Neighbor joining tree for Maximum-likelihood tree for 257 haplotypes of
the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 sequences of 41 nominal species
of black flies in Thailand. Bootstrap support is shown above or near the branch.
32
Figure 1 (cont.)
33
Figure 1 (cont.)
34
Figure 1 (cont.)
35
Figure 1 (cont.)
36
ภำคผนวก ข กำรน ำผลงำนวจยวจยไปใชอนกอใหเกดประโยชนอยำงเดนชด
แบบฟอรมกำรน ำผลงำนวจย หรองำนสรำงสรรคไปใชประโยชน
งำนวจย หรอ งำนสรำงสรรค เรอง ควำมหลำกชนดและควำมหลำกหลำยทำงพนธกรรมในแมลงรนด ำ (Diptera: Simuliidae) ทกดมนษยในประเทศไทย หวหนำโครงกำร รองศำสตำรำจำรย ดร.ไพโรจน ประมวล นสตผชวยวจย/ผชวยวจย นำงสำวจรำพร ไทยเจรญ, นำยคมกรช วงศภำค ำ คณะ/หนวยงำน คณะวทยำศำสตร มหำวทยำลยมหำสำรคำม ชอหนวยงำนทน ำผลงำนวจยไปใชประโยชน ภำควชำชววทยำ คณะวทยำศำสตร มหำวทยำลยมหำสำรคำม กำรน ำไปใชประโยชน หนวยงำน/บคคล ไดน ำผลงำนวจยไปใชประโยชนทำงดำนใด (ตอบไดมำกกวำ 1 ขอ) ( / ) 1. เชงวชำกำร โปรดระบรำยละเอยด
ผลงำนวจยน ำไปใชประกอบกำรเรยนกำรสอนในรำยวชำ Molecular Ecology ส ำหรบนสตระดบบณฑตศกษำ หลกสตร วท.ม. ชววทยำ และปร.ด. ชววทยำ ภำคเรยนท 1/2558 (หลกฐำนดงเอกสำรแนบ) ( ) 1. เชงสำธำรณะ โปรดระบรำยละเอยด
- ( ) 2. เชงนโยบำย โปรดระบรำยละเอยด - ( ) 3. เชงพำณชย โปรดระบรำยละเอยด - โปรดระบถงหลกฐำนกำรน ำไปใชประโยชน พรอมแนบหลกฐำนประกอบ หลกฐำนประกอบไดแก powerpoint ทใชประกอบกำรเรยนกำรสอน รำยวชำนเวศวทยำโมเลกล (ผชวยศำสตรำจำรย ดร.มงคล อดชำชน) ผรบรองกำรน ำงำนวจยไปใชประโยชน หวหนำงำนวจยและบรกำรวชำกำร
คณะวทยำศำสตร วนทใหขอมล 24 กนยำยน 2558 เบอรโทรตดตอ........................................................... Email : .................................................................. หมำยเหต - ผรบรองกำรน ำไปใชประโยชนอำจเปนคณบด/หวหนำหนวยงำน/ผน ำชมชน/บคคลทน ำผลงำนไปใช
- ควรแนบหลกฐำนกำรน ำไปใชประโยชนดวย
37
หมายเหต ขอใหทานแนบหลกฐานตามทไดสรปขางตนดงกลาว ค าชแจงเพมเตม การน างานวจยหรองานสรางสรรคมาใชอนกอใหเกดประโยชนอยางชดเจน หมายถง การมหลกฐานแสดงวาไดมการน าผลงานวจยหรองานสรางสรรคไปใชประโยชนตามวตถประสงคหรอขอเสนอแนะทระบไวในรายงานการวจยอยางถกตอง และมหลกฐานปรากฏชดเจนถงการน าไปใชจนกอใหเกดประโยชนไดจรง ประเภทของการใชประโยชนจากงานวจย และงานสรางสรรค มดงน 1. การใชประโยชนเชงวชาการ เชน การใชประโยชนในการใหบรการวชาการ (สอน/บรรยาย/ฝกอบรม) การใชประโยชนในการพฒนารปแบบการจดการเรยนการสอน การเขยนต ารา แบบเรยน การใชประโยชนในดานการใหบรการ หรอเปนงานวจยเพอตอยอดโครงการวจย เปนตน 2. การใชประโยชนในเชงสาธารณะ เชน งานวจยหรองานสรางสรรคทสรางองคความรแกสาธารณชนในเรองตางๆ เชน องคความรในดานศลปวฒนธรรม สาธารณสข การบรหารจดการส าหรบวสาหกจขนาดกลางและขนาดยอม (SME) ประชาธปไตยภาคประชาชน วถชวตแบบเศรษฐกจพอเพยง เปนตน คณภาพชวตทดข นของประชาชน อนเปนผลมาจากการน าขอความรจากการวจยไปใช เปนสงทสะทอนถงการน าผลการวจยไปใชใหเกดประโยชน 3. การใชประโยชนเชงนโยบาย หรอระดบประเทศ เชน งานวจยเชงนโยบายไมวาจะเปนการน าผลงานวจยทเกยวของกบเรองนนๆ ไปเปนขอมลสวนหนงของการประกาศใชกฎหมายหรอมาตรการตางๆ ในองคกร หรอหนวยงานภาครฐ และเอกชน 4. การใชประโยชนในเชงพาณชย เชน งานวจยและ/หรองานสรางสรรคเพอพฒนาสงประดษฐ หรอผลตภณฑซงกอใหเกดรายไดตามมา ตวอยางหลกฐานการน ามาใชอนกอใหเกดประโยชนอยางชดเจน หลกฐานทแสดงผลดทเกดขนอยางเปนรปธรรมจากการน าสงประดษฐอนเปนผลจากงานวจยหรองานสรางสรรคมาใชตามวตถประสงคของงานวจย เชน บนทกซงแสดงระยะเวลาทสามารถลดไดในการปอกเปลอกกง เมอน าเครองปอกเปลอกก งซงเปนสงประดษฐจากการวจยไปใชงาน เปนตน หลกฐานทแสดงผลดทเกดขนอยางเปนรปธรรมจากการน างานวจยปฏบตการในชนเรยน มาใชในการแกไขปญหาการจดการเรยนการสอนตามวตถประสงคทระบไวในงานวจย เชน ผลจากการสงเกตพฤตกรรมนกศกษา ผลจากการสมภาษณอาจารย บนทก ผลการทดสอบวดความร/ทกษะของนกศกษาทแสดงไดวา นกศกษามพฒนาการทางการเรยนดขน หรอมพฤตกรรมระหวางการเรยนดขน เปนตน หลกฐานทแสดงผลดทเกดขนอยางเปนรปธรรมจากการน านโยบาย/กฎหมาย/มาตรการ ทเปนผลมาจากงานวจยนโยบาย มาใชในองคกร/คณะ/สถาบน เชน มจ านวนคณาจารยในสถาบนอดมศกษาทท างานวจยดานสหวทยาการมากขน หลงจากสถาบนฯ ไดก าหนดนโยบายทจะเปนผน าทางดานการวจยสหวทยาการภายในปงบประมาณ พ.ศ. 2555 โดยนโยบายดงกลาว เปนผลจากการวจยนโยบายเพอก าหนดทศทางดานการท าวจยของสถาบน เปนตน หลกฐานทแสดงผลดทเกดขนอยางเปนรปธรรมจาก จากการน าหลกสตรการสอน/ทฤษฎการสอน/โสตทศนปกรณประกอบการเรยนการสอน/ต าราประกอบการสอน ฯลฯ ทเปนผลจากการวจยหรองานสรางสรรคมาใชตามวตถประสงคของการวจย เชน ผลจากการสงเกตพฤตกรรมนกศกษา ผลจากการสมภาษณอาจารย บนทก ผลการทดสอบวดความร/ทกษะของนกศกษาทแสดงไดวานกศกษามพฒนาการทางการเรยนดขนหรอมพฤตกรรมระหวางการเรยนดขน เปนตน
38
ภำคผนวก ค บทควำมในรปแบบของ เชงขำว เพอเผยแพรใหกบสำธำรณะชน ชมชน สงคม ไดรบ
ขำวสำรเกยวกบงำนวจย
แมลงรนด ำ.........จวแตเจบ รองศาสตราจารย ดร.ไพโรจน ประมวล
ภาควชาชววทยา คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม สงเคราะหและถอดบทเรยนจากงานวจยเรอง ความหลากชนดและความหลากหลายทางพนธกรรมในแมลงรนด า (Diptera: Simuliidae) ทกดมนษยในประเทศไทย ทนอดหนนการวจยงบประมาณแผนดน มหาวทยาลยมหาสารคาม ปงบประมาณ 2558
แมลงรนด ำเปนแมลงในอนดบดบเทอรำ (Diptera) วงศ Simuliidae ทวโลกมรำยงำนกำรพบ 2,177 สปชส ในประเทศไทยมรำยงำนกำรพบ 92 สปชส แมลงรนด ำมวงชวตประกอบดวย 4 ระยะ ไดแก ระยะไข (egg) ระยะตวออน (larva) ระยะดกแด (pupa) และระยะตวเตมวย (adult) โดยระยะกอนตวเตมวย คอ ระยะไข ตวออน และดกแด อำศยในแหลงน ำไหล ขณะทตวเตมวยอำศยบนบก แมลงรนด ำตวเตมวยเพศเมยหลำยชนดดดเลอดจำกสตวเลอดอน รวมถงมนษย และยงเปนพำหะทน ำโรคมำสมนษยและสตวเลยง โรคทส ำคญทสดคอโรค Onchocerciasis หรอ River blindness ซงเปนโรคทเกดจำกพยำธหนอนตวกลมชนด Onchocerca volvulus พบระบำดทแอฟรกำ อเมรกำกลำง และอเมรกำใต โดยอำกำรของโรคมระดบควำมรนแรงแตกตำงกนในแตละบคคล อำกำรทรนแรงทสดของโรคนคอท ำใหตำบอดจำกกำรตดเชอในดวงตำ ดงนนโรค Onchocerciasis จงสงผลกระทบทงทำงกำรแพทยและเศรษฐกจอยำงกวำงขวำงในพนทดงกลำว ในประเทศไทยไมมรำยงำนกำรเกดโรคดงกลำวแตมรำยงำนกำรพบพยำธหนอนตวกลมสกล Onchocerca ในแมลงรนด ำ 3 สปชสในเขตภำคเหนอ ไดแก S. nodosum, S. nigrogilvum และ S. asakoae นอกจำกนยงมรำยงำนกำรกดของแมลงรนด ำในประเทศไทยอยำงนอย 5 สปชส ไดแก S. nodosum, S. nigrogilvum, S. rufibasis, S. doipuiense และ S. asakoae
จำกกำรศกษำควำมหลำกหลำยของแมลงรนด ำในประเทศไทยทกดมนษยพบวำสปชสของแมลงรนด ำทกดมนษยมควำมแปรผนตำมระดบควำมสงของพนท โดยแมลงรนด ำ S. nodosum พบในพนทไมสงมำก โดยพบมำกในพนทจงหวดแมฮองสอน ควำมสงไมเกน 800 เมตร จำกระดบน ำทะเล ขณะทแมลงรนด ำ S. nigrogilvum และ S. rufibasis พบในพนทสงมำกกวำ 1,000 เมตร จำกระดบน ำทะเล โดยแมลงรนด ำ S. nigrogilvum และ S. rufibasis เปนแมลงรนด ำทกดมนษยมำกในพนททองเทยวทส ำคญ เชน ชองเยน อทยำนแหงชำตแมวงศ จ. ก ำแพงเพชร อทยำนแหงชำตดอยอนทนนท จ.เชยงใหม และอทยำนแหงชำตภสอยดำว จ.อตรดตถ ซงผทถกกดจะมอำกำรแตกตำงกนหำกไมถกกดมำกอำจเปนตมแดง (ภำพท 1) และมอำกำร
39
คนประมำณ 2-3 วนหรออำจนำนกวำนนแลวจะหำยเปนปกต แตหำกในรำยทแพอำจมอำกำรบวมและมไขซงควรไปพบแพทยเพอรกษำตอไป ปจจบนยงไมมยำทใชปองกนหรอรกษำอำกำรทเกดจำกกำรกดของแมลงรนด ำโดยตรง อยำงไรกตำมอำจใชยำหรอผลตภณฑทใชปองกนยงกดได นอกจำกนผทตองกำรไปทองเทยวในพนทตำงๆ ทมแมลงรนด ำทกดมนษยจ ำนวนมำก ควรปองกนโดยกำรสวมเสอผำมดชด ทำโลชนหรอยำทปองกนยงกด หำกโดนรนด ำกดซงจะเกดอำกำรคนและเปนตมแดง ควรหลกเลยงกำรเกำแรงๆ เพรำะจะท ำใหแผลอกเสบ เปอย สงผลใหตดเชออนๆ ได หำกมอำกำรรนแรง เชน มลกษณะบวมแดง รวมกบอำกำรไข ควรรบไปพบแพทยเพอรกษำตอไป
ภำพท 1 แมลงรนด ำ Simulium nigrogilvum ขณะก ำลงกดมนษย (ภำพบน) แผลทเกดจำกกำรกดมอำกำรบวมแดง (ภำพลำง)
40
ประวตยอนกวจย
1. หวหนำโครงกำร
ชอ-สกล นำยไพโรจน ประมวล Associate Professor Pairot Pramual, Ph.D.
คณวฒสงสด Ph.D. (Biology) มหำวทยำลยมหดล ต ำแหนงปจจบน รองศำสตรำจำรย สถำนทท ำงำน ภำควชำชววทยำ คณะวทยำศำสตร มหำวทยำลยมหำสำรคำม ต ำบลขำมเรยง อ ำเภอกนทรวชย จงหวดมหำสำรคำม 44150 โทรศพท 043-754245 โทรสำร 043-754245 E-mail: [email protected]
41
รำยงำนสรปกำรเงน
โครงการ: ควำมหลำกชนดและควำมหลำกหลำยทำงพนธกรรมในแมลงรนด ำ (Diptera: Simuliidae) ทกดมนษยในประเทศไทย
ชอหวหนำโครงกำรผรบทน รศ.ดร.ไพโรจน ประมวล รำยงำนชวงตงแตวนท 18 สงหำคม 2558 ถงวนท 30 กนยำยน 2558
รำยจำย
หมวด (ตำมสญญำ)
รำยจำยสะสม จำกรำยงำนครง
กอน
คำใชจำยงวด
ปจจบน
รำยจำยสะสมจนถงงวดปจจบน
งบประมำณ รวมทง
โครงกำร
คงเหลอ (หรอเกน)
1. คำตอบแทน 2. คำวสด 3. คำใชสอย
- - -
- 80,000 30,000
- 80,000 30,000
- 80,000 30,000
0 0 0
รวม - 110,000 110,000 110,000 0 ลงนำม ............................................. (รองศำสตรำจำรย ดร. ไพโรจน ประมวล) หวหนำโครงกำรวจย
